数字锁相和频率跟踪的电磁感应加热电源控制器

摘要

数字锁相和频率跟踪的电磁感应加热电源控制器，属于电子电路技术领域。首先对全桥逆变器输出电流和电压进行采样，经过零检测、数字鉴相得到鉴相输出信号Q1和Q2，当Q1高电平时间小于当前全桥逆变器开关管的驱动信号半周期值，则负载回路为感性，选择Q1进行环路滤波；否则负载回路为容性，选择Q2进行环路滤波；补偿器根据环路滤波输出值计算下一周期全桥逆变器开关管所需驱动信号的频率；DPWM单元根据补偿器的计算结果产生下一周期全桥逆变器开关管的驱动信号。本发明采用数字鉴相，并利用DSP芯片实现频率跟踪，可有效地提高频率调节范围，提高系统效率。本发明结构简单、控制有效，能够适应电磁感应加热电源频率跟踪的应用需求。

主权项

数字锁相和频率跟踪的电磁感应加热电源控制器，包括一个过零检测单元、一个相位鉴定单元和一个DSP控制单元；所述过零检测单元包括两个并行的过零检测电路，其中第一过零检测电路（P1）对电磁感应加热电源中全桥逆变器输出电流的采样信号io进行过零检测，输出采样信号io的过零检测数字输出信号i1，第二过零检测电路（P2）对电磁感应加热电源中全桥逆变器输出电压的采样信号Vo进行过零检测，输出采样信号Vo的过零检测数字输出信号v1；所述相位鉴定单元包括两个RS触发器（RS1和RS2），过零检测数字输出信号i1分别输入到第一RS触发器（RS1）的S端和第二RS触发器（RS2）的R端，过零检测数字输出信号v1分别输入到第一RS触发器（RS1）的R端和第二RS触发器（RS2）的S端，第一RS触发器（RS1）的Q端输出反应过零检测数字输出信号i1相位超前于过零检测数字输出信号v1相位的信号Q1，第二RS触发器（RS2）的Q端输出反应过零检测数字输出信号i1相位滞后于过零检测数字输出信号v1相位的信号Q2；所述DSP控制单元首先对相位鉴定单元的两路输出信号Q1和Q2进行选择：如果信号Q1高电平时间小于当前电磁感应加热电源中全桥逆变器开关管的驱动信号半周期值，则负载回路为感性，选择信号Q1进行环路滤波；否则，则负载回路为容性，选择信号Q2进行环路滤波；然后将环路滤波输出值输入补偿器，补偿器则根据环路滤波后的输出信号计算下一周期电磁感应加热电源中全桥逆变器开关管所需驱动信号的频率以实现频率跟踪功能；最后，数字脉冲宽度调制单元根据补偿器的计算结果产生下一周期电磁感应加热电源中全桥逆变器开关管的驱动信号；所述驱动信号G一方面直接作为全桥逆变器中第一开关管的驱动信号G1和第三开关管的驱动信号G3，另一方面经反相处理后作为全桥逆变器中第二开关管的驱动信号G2和第四开关管的驱动信号G4。